智能化装备选型-瓦斯巡检机器人系统

一、研发背景：

随着《煤炭工业智能化矿井设计标准》、《煤矿机器人重点研发目录》、《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》等一系列标准、政策的颁布，煤矿的智能化发展，正式进入快车道。顺应煤矿发展需求， “瓦斯巡检机器人系统"，为更加安全的智慧矿山建设， 注入了磅礴力量。

煤矿瓦斯检查存在两个系统一个是“人工检测系统”，另一个是安全监控系统，两个系统各自有相应的法律法规标准支持，在长期的工作实践中形成了“分工负责、互相监督、共保安全”的关系。瓦斯巡检机器人系统的目的，就是要替代人工检测。

瓦检员工作六个职责：“检测、上板、记录、报表、比对、报警”，人工瓦检存在六个弊端：“误测、误报、空班、漏检、模糊、费人”。瓦斯巡检机器人系统基本功能就是要比人干的更好！履行瓦检员“四大职责"样样比人更强，并且消除人工检测的六个弊端。

瓦斯巡检机器人（系统）就是能够替代人工进行瓦斯巡检、 汇总、分析、报告等的智能机器系统。基本原理就是“机器替人，比人做的更好”。

二、技术要点：

瓦斯巡检机器人系统是模块化分体式多变体结构，由瓦斯巡检机器人操作系统和N个现场瓦斯巡检机器人组成（如附图1）。现场瓦斯巡检机器人由检测模块、显示模块、通讯模块、电源模块等四个基本模块和其他模块组成。鉴于现场瓦斯检查场景有采煤面、掘进面、回风巷、硐室、机电设备处、着火区、高冒区、采空区、密闭内等多种场景，瓦斯巡检机器人也有固定式、随机移动式、遥测式、抽出式、车载式、便携式的等多种变体。

根据煤矿现场需要，针对不同瓦斯检查场景，布设瓦斯巡检机器人，一个瓦斯检查地点设置一个。根据瓦斯检查地点性质的不同，可选择不同类型的检查模块（1号检测模块为固定点检测的、2号检测模块为移动点检测，等）。通过现场“瓦斯巡检机器人"进行现场瓦斯数据检测釆集，通讯传输到云平台操作系统进行数据储存、处理、投屏。地面 指挥中心可在云平台大数据一张图显示管理，即就是在一张图上可以自动查看管理到井下每一个监测地点瓦斯等安全情况，实时跟踪查看每一个瓦斯机器人终端检测的地点瓦斯数据，实时接收、自动搜取、自动分析瓦斯检测数据，自动统计每日（周、月）瓦斯班报表，绘制数据曲线图，为管理者推送提供直观有效的数据报告，“以机替人”大大提升安全生产效益，助力煤矿智能化、信息化及高质量发展。

三、主要技术参数:

(一)系统参数:1.系统具备代替人工瓦斯检查完成工作四大职责“检查、上板、记录、报 表"功能；2.瓦斯巡检机器人操作系统支持不少于200个瓦斯巡检地点检查数据的采集、存储、分析、报警、显示。3.系统全矿瓦斯巡检耗时*低仅需2S —个来回。4.系统具有信息导引及发布功能，调度室可以直接对每一个大屏喊话下达命令！现场人员可以直接对屏喊话请求支援。5.大数据一张图管理功能，地面指挥中心，可以在大数据一张图上直接查 询、调用、通知等，方便操作。(二)模块参数:1.瓦检机器人1号检测模块：监测指标：甲烷、二氧化碳、一氧化碳、氧气、温度、湿度等。甲烷：激光甲烷检测，范围0~****，精度0.1%。二氧化碳：红外检测2.瓦检机器人2号检测模块：监测指标：甲烷、热成像（温度）、距离、视频。甲烷激光遥测模块：精度：ppm. m级，测量范围：0-50000ppm. m,遥测距离0-150m.激光测距模块：精度1mm,测量距离0-150m.视频检测模块：200的像素，30倍变焦镜头，电子透雾，主码流1920*1080, 1-60 （默认30）帧/秒，1280*720, 1-60 （默认 30）帧/秒。3.显示模块：本质安全型，P2.5全彩，超低功耗，整机厚度50mm.  多媒体、智能化。尺寸：想多大就多大，形状、尺寸可以定制。显示内容“想显示什么，就显示什么"，包括瓦斯等实时监控、音频、视频、 网络信息、电视等。4.通讯模块：光纤网络通讯模块，光口、网口、485、5G等皆可。电模模块：智能电源模块，多路本安供电，智能控制。(三)技术创新点:1.替代人工瓦斯检查，更加及时准确、更高频率的检查。系统2秒钟全矿井巡检一遍，比人做的更快、更准、更多。2.代替人工上板书写。瓦斯检测数据自动显示本安LED屏上，比人工书写提高了N倍。信息显示终端智能化多媒体发布。

3.替代人工记录，自动汇制报表。数据自动实时上传到云数据库，操作系 统自动收集、上传、统计、分析、出报表。

四、技术优势：

目前国内的煤矿机器人多以履带式或行走式有在研究，只在部分避难洞室、变电所之类的场所使用，尚不能全矿井大规模的推广应用。瓦斯巡检机器人系统结合矿井应用实际开发的，替代人工瓦斯巡检，具备全矿井规模化应用。

五、技术应用情况：瓦斯巡检机器人系统填补煤矿瓦斯巡检 智能化、实用化的应用市场空白。系统集成自动完成人工瓦斯巡检工作四大职责“检查、上板、记录、汇制报表”以及分析预报等功能，消除人工瓦斯 巡检的安全隐患，为煤矿实现辅助工的减员提效，煤矿智能化'少人 化提供切实可行的技术解决方案。目前瓦斯巡检机器人系统已在大唐煤业集大唐国源矿业龙王沟煤矿、国家能源神东集团保德煤矿、神华亿利能源集团黄玉川煤矿等25个煤矿，进行试验、试用、应用，得到用户积极评价。与国家能源神东公司、中国中煤、中国煤炭工业协会生产力促进中心、陕煤等合作研发的“瓦斯巡机器人系统”科技成果也通过了中国煤炭工业协会组织的科技成果鉴定，《瓦斯巡机器人系统》中国煤炭工业协会团体标准也已经开始征求意见。